СПОСОБ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА АНИОНОВ Российский патент 1994 года по МПК G01N30/96 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при ионохроматографическом разделении и анализе смесей анионов в водных растворах, например, в сточных водах химических производств.

Известен способ совместного определения анионов одноосновных карбоновых кислот в присутствии неорганических анионов методом ионной хроматографии на колонке 500 х 3 мм, заполненной анионитом с полной объемной емкостью 0,112 мг-экв, с использованием в качестве элюентов 1 ˙10^-4 М раствора буры или раствора гидроксида натрия такой же мольной концентрации [1] . Для устранения мешающего влияния неорганических анионов перед разделяющей колонкой устанавливают катионитную колонку 150 х 3 мм, заполненную катионитом DOWEX-50x8 в Се(III)-форме. Этот способ сложен в аппаратурном оформлении, затруднительно определить фтор-, ацетат- и формиат-ионы при их совместном присутствии, так как времена удерживания анионов совпадают.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения анионов в водных растворах путем ионной хроматографии на колонке 100 х 1 мм, заполненной сорбентом САВ-90, полученным путем сульфирования анионита АВ-171 фракции 30-35 мкм с полной обменной емкостью 0,3-0,5 мг-экв/мл и степенью сшивки 40% , с использованием карбонат-бикарбонатного элюента 1,1 ммоль СО₃^2- + 2,3 ммоль HСО₃^- [2] . Для определения трудноразделяемых компонентов используют методу удаления мешающих неорганических анионов. При определении одноосновных органических анионов в присутствии фторидов используют дополнительную поглощающую колонку, заполненную катионитом в Al-форме, селективно поглощающим фтор. Такую колонку располагают между двумя кондуктометрическими детекторами. В результате получают две хроматограммы: одну с суммарным содержанием компонентов, а другую - с содержанием компонентов после поглощения фтора.

Этот способ имеет недостаточную селективность: не позволяет определить индивидуальные одноосновные кислоты при их совместном присутствии, в частности ацетат- и формиат-ионы в присутствии F-иона.

Цель изобретения - обеспечение возможности количественного определения фтор-, ацетат- и формиатионов при их совместном присутствии, а также упрощение анализа.

Цель достигается тем, что в способе хроматографического анализа анионов в водных растворах путем ионной хроматографии на колонке, заполненной сорбентом, полученным сульфированием сильноосновного анионита с использованием карбонатсодержащего элюента, используют сорбент, полученный путем сульфирования среднесшитого стирол-дивинил-бензольного анионита, содержащего 8% дивинилбензола фракции 20-35 мкм, и гидрокарбонатный элюент 1,2-1,5 ммоль HCO₃^-. Анализ осуществляют предпочтительно на колонке 100 х 3,5 мм.

Изобретение поясняется хроматограммами: на фиг. 1 - для анализа модельной смеси; на фиг. 2 - для анализа промышленных стоков.

П р и м е р 1. Анализ проводят на ионном хроматографе Цвет-3006 с детектором по электропроводности. Готовят водный раствор, содержащий, мг/л: F^- - 6; CH₃COO^- - 100; HCOO^- - 80. Используют разделительную колонку 100 х 3,5 мм, заполненную сульфированным высокоосновным полистирольным анионитом АВ-17х8 фр. 20-35 мкм. Подавительную колонку 200 х 6 мм заполняют катионитом фр. 50-70 мкм марки КРС-8П. Элюент 1,2 ммоль НСО₃^- пропускают через систему колонок со скоростью 2,3 мл/мин. В элюент вводят 100 мкл пробы. Для сравнения ту же смесь анионов элюируют в потоке бикарбонатно-карбонатных элюентов. Результаты приведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что элюент 1,2 ммоль НСО₃^- обеспечивает полное разделение всех трех компонентов смеси (опыт 1.2). Хроматограмма данного опыта представлена на фиг. 1. При использовании бикарбонатно-карбонатного элюента коэффициент селективности анионов уменьшается, пики фторид- и ацетат-анионов не разделяются. Использование более разбавленного гидрокарбонатного элюента позволяет разделить анионы, но время удерживания резко увеличивается.

П р и м е р 2. Проводят ряд опытов, как в примере 1, с использованием элюента как в опыте 1.2, на той же колонке, а также на колонках других размеров. Результаты - в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что оптимальные размеры колонки - 100 х 3,5 мм: обеспечивается полное разделение компонентов в течение 1 ч. Колонка большего диаметра также обеспечивает разделение всех трех компонентов, но время анализа увеличивается до двух часов. Колонка диаметром менее 3,5 мм обеспечивает разделение только ацетат- и формиат-ионов, а фтор- и ацетат-ионы не разделяются.

П р и м е р 3. Для определения фтор-, ацетат- и формиат-ионов в сточных водах промышленного производства используют колонку 100 х 3,5 мм с тем же заполнением, как в примере 1. Элюент 1,5 ммоль НСО₃^- пропускают со скоростью 2,0 мл/мин. После регистрации определяемых компонентов поворотом крана изменяют поток элюента через разделительную колонку так, чтобы неопределяемые компоненты элюировались в обратном направлении. Хроматограмма приведена на фиг. 2.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить селективность анализа в отношении фтор-, ацетат- и формиат-ионов. Кроме того, как видно из вышеизложенного, предлагаемый способ существенно проще известного. (56) 1. Иванов А. А. и др. Способ совместного определения анионов одноосновных карбоновых кислот в присутствии неорганических анионов методом ионной хроматографии. Журнал аналитической химии, 1986, 41, N 1, с. 134-139
2. Долгоносов А. М. , Лазейкина А. М. Способ определения анионов в водных растворах путем ионной хроматографий. Журнал аналитической химии. 1988, 43, N 11, с. 2048-2052.

Использование: монохроматографический анализ растворов сложного состава, например, сточных вод хлорорганических производств. Сущность изобретения: хроматографический анализ анионов в водных растворах путем ионной хроматографии на сорбенте, полученном сульфированием среднесшитого сильноосновного стирол-дивинилбензольного анионита, содержащего 8% дивинилбензола, фракции 20 - 35 мкм с использованием гидрокарбонатного элюента 1,2 - 1,5 ммоль HCO-3

, предпочтительно на колонке 100 х 3,5 мм. Способ обеспечивает возможность количественного определения раздельно ацетат- и формиатионов в присутствии иона фтора с четким разделением пиков, коэффициент селективности 1,6 и 2,5, время анализа - 60 мин. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. СПОСОБ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА АНИОНОВ в водных растворах путем ионной хроматографии на колонке, заполненной сорбентом, полученным сульфированием сильноосновного анионита с использованием карбонатсодержащего элюента, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности количественного определения фтор-ацетат- и формиатионов при их совместном присутствии, в также упрощения анализа, используют сорбент, полученный путем сульфирования среднесшитого стирол-дивинил-бензольного анионита, содержащего 8% дивинилбензола фракции 20 - 35 мкм, и гидрокарбонатный элюент 1,2 - 1,5 ммоль HCO₃^-. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что анализ осуществляют на колонке 100 · 3,5 мм.